Teoría del color: Cómo convertir Munsell HVC a RGB / HSB / HSL
https://stackoverflow.com/questions/3620663
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26-09-2019 - |
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Estoy mirando al documento que describe los colores estándar que se utilizan en odontología para describir el color de un diente. Citan tonalidad , valor , croma valores, e indican que son del 1905 Descripción del color Munsell:
El sistema de notación de color desarrollado por A. H. Munsell en 1905 identifica el color en términos de tres atributos: matiz, (Brillo) y CHROMA (saturación) [ 15 ]
HUE (H): Munsell definida tonalidad como la cualidad por la cual distinguimos uno color de otro. Se seleccionaron cinco colores principales: rojo, amarillo, verde, azul, y púrpura; y cinco colores intermedios: amarillo-rojo, verde-amarillo, azul-verde, púrpura-azul, y el rojo-púrpura. Estos se colocaron alrededor de un círculo de color en puntos iguales y los colores de entre estos puntos son una mezcla de los dos, en favor del punto más cercano / color (consulte Fig. 1).
Valor (V): Esta notación indica la claridad u oscuridad de un color en relación con una escala de grises neutros, que se extiende desde el negro absoluto (Valor de símbolo 0) a blanco absoluto (Símbolo valor 10). Esto es esencialmente la forma ‘brillante’ el color es.
CHROMA (C): Esto indica el grado de divergencia de un tono dado de una gris neutro del mismo valor. los escala de croma se extiende desde 0 para una gris neutro a 10, 12, 14 o más lejos, dependiendo de la fuerza (Saturación) de la muestra que se evaluados.
Hay varios sistemas para categorización de color, el sistema Vita es más comúnmente utilizado en odontología. Esto utiliza las letras A, B, C y D para anotar el tono (color) del diente. El croma y valor son a la vez indicado por un valor de 1 a 4. A1 siendo más ligero que el A4, A4, pero siendo más saturada que A1. Si se coloca en orden de valor, es decir, el brillo, la fin del más brillante a oscuro haría ser:
A1, B1, B2, A2, A3, D2, C1, B3, D3, D4, A3.5, B4, C2, A4, C3, C4
Los valores exactos de Hue, Valor y Chroma para cada uno de los tonos se muestra a continuación ( 16 )
Así que mi pregunta es, ¿alguien puede convertir Munsell HVC en RGB, HSB o HSL?
Hue Value (Brightness) Chroma(Saturation)
=== ================== ==================
4.5 7.80 1.7
2.4 7.45 2.6
1.3 7.40 2.9
1.6 7.05 3.2
1.6 6.70 3.1
5.1 7.75 1.6
4.3 7.50 2.2
2.3 7.25 3.2
2.4 7.00 3.2
4.3 7.30 1.6
2.8 6.90 2.3
2.6 6.70 2.3
1.6 6.30 2.9
3.0 7.35 1.8
1.8 7.10 2.3
3.7 7.05 2.4
Dicen que el valor (luminosidad) varía de 0..10, lo cual está bien. Así que tomo 7,05 a significar el 70,5%.
Sin embargo, lo que se mide en Hue? i estoy acostumbrado a tonalidad que se está midiendo en degrees (0..360). Pero los valores veo todas serían Rojo -. Cuando deberían ser más amarillo o marrón
Por último, se dice que Choma / saturación puede variar desde 0..10 ... o aún mayor -. Lo que hace que suene como una escala arbitraria
Así que ¿alguien puede convertir Munsell HVC a HSB o HSL, o mejor aún, RGB?
Solución
La especificación tonalidad que has dado aquí es incompleta (4.5 debe ser 4.5Y , etc). Dado que el enlace está muerto, si alguien está interesado, las especificaciones son todavía vivo aquí: http: //web.archive .org / web / 20071103065312 / http: //lib.umich.edu/dentlib/Dental_tables/Colorshadguid.html
La utilidad sólo está libre para la conversión de Munsell que pude encontrar fue la siguiente:
http://web.archive.org/ web / 20020809130910 / standards.gretagmacbeth.com / CMC / munsell.exe
Muy viejo como se puede ver, pero parece que funciona bien. Los programas actuales que pueden hacer esto no son libres:
- http://livingstonmanor.net/Munsell2/index.htm
- http://www.babelcolor.com/main_level/download.htm ( éste tiene una prueba gratuita de 14 días)
Los titulares actuales de los productos Munsell son X-Rite , es probable que tengan algunas soluciones de conversión también.
Además, nota que el enlace que ha proporcionado incluye definiciones para los mismos colores en otras coordenadas de color - a saber Yxy y CIE L a b *. Tanto se puede convertir libremente en línea en http://www.colorpro.com/info/tools/ convert.htm o fuera de línea con esta libre color convertidor
Otros consejos
Está bien involucrado. La respuesta corta es, conversión de códigos Munsell en RGB implica la interpolación de datos empíricos en 3D que es altamente. El único conjunto de datos que está disponible públicamente se recogió en la década de 1930 no lineal. Programas gratuitos o de bajo costo que he encontrado en la red han demostrado ser defectuoso. Escribí mi propia. Pero yo estoy saltando delante. Vamos a empezar con lo básico.
códigosMunsell son de naturaleza diferente que los otros códigos, xyY, Laboratorio, y RGB. notación Munsell describe el color de un objetos - lo que experimentan las personas cuando ven el objeto. (Isaac Newton fue el primero en darse cuenta de que el color está en el ojo del espectador.) Munsell llevó a cabo extensos experimentos con sujetos humanos y dispositivos ingeniosos.
Los otros códigos, es decir, xyY, L a b *, y RGB, describir luz que ha rebotado en un objeto y pasado a través de un convolultion con una bastante simple matemática modelo de un ojo humano. Algunos Google-términos son "iluminante", "tri-estímulo," y "CIE observador estándar."
Munsell describe los colores de los objetos a medida que se perciben bajo una amplia variedad de materias de alumbrado. Otra google plazo es "adaptación cromática." adaptación cromática en el cerebro es automático si la iluminación no es demasiado extraño. Es realmente notable. Tome un pedazo de papel fuera a escribir bajo un cielo azul. En el documento se ve blanca. Tomarlo en el interior y mirada en ella bajo luces incandescentes (amarillento). Todavía se ve blanco! Munsell dio un golpecito en esa asombrosa capacidad de procesamiento empíricamente. códigos Munsell también preservan tonalidad percibida en diferentes cromas. Un cielo azul y un polvo de color azul que Munsell asigna la misma notación tonalidad, por ejemplo, 5RP, aparecerá al ser humano típico con una vista normal a ser la misma tonalidad. Más sobre esto en la nota al pie.
CIE xyY, L a b *, y RGB media nada menos que se especifique un iluminante. la adaptación cromática para alumbrado en el modelo matemático es computacionalmente difícil. (Basta pero aproximaciones simples se pueden hacer usando las "matrices Bradford.") El RGB que utilizamos es por defecto "sRGB", que especifica un iluminante D65 llamada. D65 es algo así como un día despejado al mediodía. Los números de laboratorio enumerados por el OP son, probablemente en relación con D50, que se parece más a la tarde o por la mañana la luz. Los números podrían ser XYY relativa a D50, o podrían ser relativa a un viejo estándar llamada C. No voy a comprobar. C era la luz de un dispositivo de iluminación estándar que era relativamente barato para construir en la década de 1930. Es obsoleto. Pero C juega un papel clave en la respuesta a la pregunta.
En la década de 1930, los científicos de color estaban desarrollando los modelos matemáticos. Una de las cosas que hicieron fue tomar un libro de Munsell estándar de color, brillo de la luz iluminante-C en las fichas de colores en el libro, y registrar los datos en formato xyY. Ese conjunto de datos, llamado el "Munsell Renotation de datos", es el único que está disponible gratuitamente. Seguramente existen otras, pero son secretos celosamente guardado.
Buena noticia, sin embargo. El conjunto de datos funciona bien. La autoridad Munsell hoy en día es una empresa llamada Gretag Macbeth. Me imagino que tienen gran cantidad de datos relacionados con el color-chips que venden. Los únicos números que conozco que publican son los números D50 D65 de laboratorio y sRGB para un pequeño conjunto de colores en su "color Checker" tarjetas . Escribí un interpolador basado en los datos renotation viejos. Está de acuerdo con los números de la tarjeta Color Checker casi exactamente. Lamento informarle de que el código hasta ahora sólo he escrito para la conversión que va la dirección opuesta a la que pidió al OP (hace un año, mientras escribo esto). Va de sRGB a Munsell. Hago clic en una imagen, y el programa muestra las notaciones Munsell sRGB y para la zona se hace clic sobre. Yo lo uso para la pintura al óleo.
Nota al pie: CIE tiene un estándar que es análoga a Munsell. Se llama LCh subíndice con a, b. Es L a b * en coordenadas polares. Los tonos son en grados. números Chroma son aproximadamente 5 veces la C en Munsell HVC. LCh tiene sus problemas sin embargo. Si alguna vez ha utilizado un editor de fotos para darle vida a la viveza del cielo, sólo para ver el azul de la vuelta a púrpura, el programa fue probablemente utilizando HCL. Cuando empecé a escribir mi programa, yo no sabía que Bruce había hecho Lindloom trabajo que paralelismos lo que estaba haciendo. Su sitio web fue muy valiosa para mí como he terminado el proyecto. Él diseñó un espacio que llama UPLab, que es LCh enderezado para alinearse con Munsell. Ya tenía LCh y (esencialmente) UPLab re-inventó antes de descubrir el sitio del Sr. Linbloom, pero su conocimiento del tema es muy superior a la mía.
Munsell System Renotation a sRGB espacio de color de conversión
color , nuestro paquete Python ciencia del color de código abierto permite realizar esa conversión.
De Sistema Munsell Renotation a CIE xyY espacio de color
Las dos definiciones siguientes en base a Centore (2012) convierte método entre Munsell System Renotation y CIE xyY colourspace:
De CIE xyY espacio de color sRGB espacio de color
La conversión de CIE xyY colourspace a sRGB colourspace se hace por primera conversión a CIE XYZ valores triestímulo y luego a sRGB colourspace usando las siguientes definiciones:
Aplicación
Este es un ejemplo completo anotado utilizando las definiciones anteriores:
import colour
# The *Munsell Renotation System* colour we would like to convert
# to *sRGB* colourspace.
MRS_c = '4.2YR 8.1/5.3'
# The first step is to convert the *MRS* colour to *CIE xyY*
# colourspace.
xyY = colour.munsell_colour_to_xyY(MRS_c)
# We then perform conversion to *CIE xyY* tristimulus values.
XYZ = colour.xyY_to_XYZ(xyY)
# The last step will involve using the *Munsell Renotation System*
# illuminant which is *CIE Illuminant C*:
# http://nbviewer.ipython.org/github/colour-science/colour-ipython/blob/master/notebooks/colorimetry/illuminants.ipynb#CIE-Illuminant-C
# It is necessary in order to ensure white stays white when
# converting to *sRGB* colourspace and its different whitepoint
# (*CIE Standard Illuminant D65*) by performing chromatic
# adaptation between the two different illuminant.
C = colour.ILLUMINANTS['CIE 1931 2 Degree Standard Observer']['C']
RGB = colour.XYZ_to_sRGB(XYZ, C)
print(RGB)
[0.96820063 0.74966853 0.60617991]
También se puede realizar la conversión inversa de sRGB colourspace a Sistema Munsell Renotation
import colour
C = colour.ILLUMINANTS['CIE 1931 2 Degree Standard Observer']['C']
RGB = (0.96820063, 0.74966853, 0.60617991)
print(colour.xyY_to_munsell_colour(colour.XYZ_to_xyY(colour.sRGB_to_XYZ(RGB, C))))
4.2YR 8.1 / 5.3
Referencias
- Centore, P. (2012). Un algoritmo de inversión de código abierto para la renotation Munsell. Color de Investigación y Aplicación, 37 (6), 455-464. doi: 10.1002 / col.20715
Para completar, aquí está la versión archive.org de mi página, que contiene los colores en 3 espacios de color, Munsell, Yxy y Laboratorio:
Vita shade-guide colors
_________________________________________________________________
Munsell Chromaticity
notation coordinates CIE L* a* b*
(ref 151) (ref 152) (ref 151)
_____________ _____________________ ___________________
Shade H V C Y x y L* a* b*
_________________________________________________________________
A1 4.5Y 7.80/1.7 55.92 0.3352 0.3459 79.57 -1.61 13.05
A2 2.4Y 7.45/2.3 49.95 0.3468 0.3539 76.04 -0.08 16.73
A3 1.3Y 7.40/2.9 48.85 0.3559 0.3593 75.36 1.36 19.61
A3.5 1.6Y 7.05/3.2 44.12 0.3627 0.3657 72.31 1.48 21.81
A4 1.6Y 6.70/3.1 38.74 0.3633 0.3658 68.56 1.58 21.00
B1 5.1Y 7.75/1.6 54.76 0.3336 0.3447 78.90 -1.76 12.33
B2 4.3Y 7.50/2.2 50.97 0.3437 0.3549 76.66 -1.62 16.62
B3 2.3Y 7.25/3.2 46.91 0.3611 0.3669 74.13 0.47 22.34
B4 2.4Y 7.00/3.2 43.38 0.3620 0.3678 71.81 0.50 22.15
C1 4.3Y 7.30/1.6 47.16 0.3361 0.3462 74.21 -1.26 12.56
C2 2.8Y 6.95/2.3 42.12 0.3487 0.3563 70.95 -0.22 16.72
C3 2.6Y 6.70/2.3 39.11 0.3499 0.3569 68.83 -0.01 16.68
C4 1.6Y 6.30/2.7 33.77 0.3600 0.3622 64.78 1.59 18.66
D2 3.0Y 7.35/1.8 48.71 0.3391 0.3473 75.27 -0.54 13.47
D3 1.8Y 7.10/2.3 44.48 0.3482 0.3534 72.55 0.62 16.14
D4 3.7Y 7.05/2.4 43.45 0.3492 0.3591 71.86 -1.03 17.77
_________________________________________________________________
H hue
V value
C chroma
Y lightness
x and y hue and chroma
L* lightness
a* hue and chroma on a red/green scale
b* hue and chroma on a yellow/blue scale
Referencias
- 151 O'Brien, W. J., Groh, C. L., y Boenke, K. M. Un nuevo, la ecuación de diferencia de color de tonos dentales pequeñas. J.Dent. Res. . 69: 1762-1764, 1990
- 152 O'Brien, W. J., Groh, C. L., y Boenke, K. M. Los datos no publicados. Universidad de Michigan, Escuela de Odontología, Ann Arbor.
Hay un paquete de R libre munsell que será (entre otras cosas ) convertir códigos de Munsell a RGB:
R> library(munsell)
R> mnsl2hex("5PB 5/10")
[1] "#3B75BB"
Hay una página que he encontrado aquí: munsell-to-rgb.blogspot.com que parece estar haciendo exactamente lo que está después. Parece sin terminar por el momento, pero el dueño de los planes de blog para actualizar regularmente con el mayor número de conversiones-Munsell-RGB a lo que pueda (y él toma peticiones!).
Es sorprendente lo difícil que es encontrar tablas de conversión accesibles para estos sistemas de color; es de esperar que esta será nuestra respuesta! : D
llego tarde a la fiesta, pero he encontrado otro recurso que puede ser útil en este tema.
Alguien en el "Laboratorio de Ciencia de Colores Munsell" desenterrado algunos datos de 1943 Munsell, todos ellos basados ??en la investigación de 1930 Munsell: http://www.cis.rit.edu/research/mcsl2/online/munsell.php
La página se refiere a una hoja de cálculo de Excel con los "colores reales solamente" subconjunto de los datos que caen dentro del "límite de Macadam", que aparece en el sentido de la gama de colores que pueden aparecer en la práctica en las superficies reflectantes. El vínculo de hoja de cálculo no funciona, sin embargo, sino en una corazonada que supuso que queda fuera de una sola planta del árbol de directorios. Probé la URL http://www.cis.rit.edu/research /mcsl2/online/real_sRGB.xls - y funcionó. (No me sorprendería si el propietario del sitio con el tiempo se da cuenta de ello, y fija el enlace, que es probable que se rompa mi enlace.)
Me metió con esa hoja de cálculo un poco para conseguir que genere HTML que me muestre los colores RGB, y ha añadido que estas células a la hoja de cálculo:
<table>
.<colgroup> <col /> <col span="3" style="background-color:#eeeeee;" /> <col span="3" /> <col span="3" style="background-color:#eeeeee;" /> <col span="3" /> <col span="3" style="background-color:#eeeeee;" /> <col span="3" /> <col style="background-color:#eeeeee;" /> <col /> </colgroup>
="<tr> <th> "&A1&" </th> <th> "&B1&" </th> <th> "&C1&" </th> <th> "&D1&" </th> <th> "&E1&" </th> <th> "&F1&" </th> <th> "&G1&" </th> <th> "&H1&" </th> <th> "&I1&" </th> <th> "&J1&" </th> <th> "&K1&" </th> <th> "&L1&" </th> <th> "&M1&" </th> <th> "&N1&" </th> <th> "&O1&" </th> <th> "&P1&" </th> <th> "&Q1&" </th> <th> "&R1&" </th> <th> "&S1&" </th> <th> #RGB </th> <th> sample </th> </tr> "
="<tr> <td> "&A2&" </td> <td> "&B2&" </td> <td> "&C2&" </td> <td> "&D2&" </td> <td> "&E2&" </td> <td> "&F2&" </td> <td> "&G2&" </td> <td> "&H2&" </td> <td> "&I2&" </td> <td> "&J2&" </td> <td> "&K2&" </td> <td> "&L2&" </td> <td> "&M2&" </td> <td> "&N2&" </td> <td> "&O2&" </td> <td> "&P2&" </td> <td> "&Q2&" </td> <td> "&R2&" </td> <td> "&S2&" </td> <td> #"&T2&" <td style="&CHAR(34)&"background-color:#"&T2&"; width:2em;"&CHAR(34)&"> </td> </tr> "
="<tr> <td> "&A3&" </td> <td> "&B3&" </td> <td> "&C3&" </td> <td> "&D3&" </td> <td> "&E3&" </td> <td> "&F3&" </td> <td> "&G3&" </td> <td> "&H3&" </td> <td> "&I3&" </td> <td> "&J3&" </td> <td> "&K3&" </td> <td> "&L3&" </td> <td> "&M3&" </td> <td> "&N3&" </td> <td> "&O3&" </td> <td> "&P3&" </td> <td> "&Q3&" </td> <td> "&R3&" </td> <td> "&S3&" </td> <td> #"&T3&" <td style="&CHAR(34)&"background-color:#"&T3&"; width:2em;"&CHAR(34)&"> </td> </tr> "
="<tr> <td> "&A4&" </td> <td> "&B4&" </td> <td> "&C4&" </td> <td> "&D4&" </td> <td> "&E4&" </td> <td> "&F4&" </td> <td> "&G4&" </td> <td> "&H4&" </td> <td> "&I4&" </td> <td> "&J4&" </td> <td> "&K4&" </td> <td> "&L4&" </td> <td> "&M4&" </td> <td> "&N4&" </td> <td> "&O4&" </td> <td> "&P4&" </td> <td> "&Q4&" </td> <td> "&R4&" </td> <td> "&S4&" </td> <td> #"&T4&" <td style="&CHAR(34)&"background-color:#"&T4&"; width:2em;"&CHAR(34)&"> </td> </tr> "
.
.
.
="<tr> <td> "&A1626&" </td> <td> "&B1626&" </td> <td> "&C1626&" </td> <td> "&D1626&" </td> <td> "&E1626&" </td> <td> "&F1626&" </td> <td> "&G1626&" </td> <td> "&H1626&" </td> <td> "&I1626&" </td> <td> "&J1626&" </td> <td> "&K1626&" </td> <td> "&L1626&" </td> <td> "&M1626&" </td> <td> "&N1626&" </td> <td> "&O1626&" </td> <td> "&P1626&" </td> <td> "&Q1626&" </td> <td> "&R1626&" </td> <td> "&S1626&" </td> <td> #"&T1626&" <td style="&CHAR(34)&"background-color:#"&T1626&"; width:2em;"&CHAR(34)&"> </td> </tr> "
</table>
La tabla necesita una línea cada uno de los que empiezan con la A2 a través de A1626, y uno de cada uno de los otros.
Espero que esto ayude.
A pesar de este antiguo puesto, para actualizar la respuesta de Steve, aquí son "corregidos" enlaces a repositorios de datos de RIT Munsell:
https://www.rit.edu/cos/colorscience/rc_munsell_renotation.php
Y un enlace directo a la hoja de cálculo del sRGB convierten los valores de los colores Munsell "reales":
http://www.rit-mcsl.org/MunsellRenotation/real_sRGB.xls
Es una hoja de cálculo que incluye una conversión de Munsell HVC notación para xyY, a continuación, a XYZ_C, luego convertido al iluminante D65, a continuación, a punto flotante sRGB, a continuación, cuantifica los valores de 8 bits sRGB (que ellos llaman dRGB).
En cuanto a la pregunta del OP: sRGB es (obviamente) un modelo de color RGB aditivo. Pero las diferencias a otros modelos de color como CMYK sustractiva son lo suficientemente compleja que un algoritmo de "simple" no va a manejar la conversión - mientras que las transformaciones modelo de color se pueden aproximar con una matriz, se prefiere más a menudo una LUT (tabla de consulta), tal como una LUT en un perfil ICC o una LUT 3D como se utiliza en la producción de películas. (No todos los perfiles ICC se basan LUT, pero una conversión basada LUT OMI es lo que se necesita aquí).
Los datos Munsell luego entra en esta categoría, ya que no sólo es un modelo de color diferente, es no sólo un modelo sustractivo que se basa en la percepción, mientras que sRGB se basa en una relación simple entre verde rojo y azul claro.
La hoja de cálculo es la consulta de tabla utilizable, por lo que a continuación, un programa para cosas convert como su carta dental para sRGB tomarían en que los datos y la referencia de la LUT contenida en la hoja de cálculo, y devolver los valores sRGB.
Nota al pie: quiero mencionar para mayor claridad que, si bien algunos de espacio de color o color-modelo transformadas se puede hacer razonablemente con una algoritmo / matriz, LUTs 3D se prefieren particularmente cuando las LUTs se crean a partir datos medidos de un color-modelo / espacio dado, que mapea las muchas no linealidades inherentes en algunos modelos.
Un ejemplo extremo es una imagen sRGB en el monitor del ordenador frente a la forma en que la imagen se imprime en papel y aparece en la portada de una revista sentada en un quiosco iluminado con luz fluorescente. Eso requiere una LUT 3D para una transformación exacta!
En la industria de la película (en la que la mayoría del trabajo) Utilizamos LUT 3D a lo largo de la tubería de imagen, no sólo para la conversión / transformadas, pero para "visión" y para aplicar / emulando "miradas". Por ejemplo tomar una imagen tomada con una cámara digital y aplicar una LUT de una cierta acción de la película a la imagen para que aparezca como película.
